(57)【要約】【課題】  固液分離槽に流入する被処理水が、固液分離槽の水面積全面に行き渡るように整流することができ、固液分離槽での固液分離効率を高めることができるとともに、従来の傾斜板のような大がかりな洗浄を必要としない凝集沈殿装置を得ることにある。【解決手段】  被処理水中の懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽３と、被処理水に不溶性の粒状添加物を供給する添加物供給手段１２と、前記凝集反応槽３からの流出水を固液分離する固液分離槽４とを備えた凝集沈殿装置において、前記固液分離槽４内に複数の垂直な整流板２１からなる整流板ユニット２０を設置したものである。【選択図】        図１
2005046786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中の懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽と、被処理水に不溶性の粒状添加物を供給する添加物供給手段と、前記凝集反応槽からの流出水を固液分離する固液分離槽とを備えた凝集沈殿装置において、
前記固液分離槽内に複数の垂直な整流板からなる整流板ユニットを設置したことを特徴とする凝集沈殿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理分野において、特に固液分離処理性能の向上を図った凝集沈殿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の凝集沈殿装置として、被処理水中の懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽と、被処理水に不溶性の粒状添加物を供給する添加物供給手段と、前記凝集反応槽からの流出水を導入して固液分離する固液分離槽とを備えた構成のものは既に知られている。このような凝集沈殿装置では、固液分離槽に流入する被処理水が保有する流速や固液分離槽内の水温の不均一化などに起因する短絡流があるため、固液分離槽での実際の沈殿時間は水理学的沈殿時間に比べて短くなり、固液分離効果の低減がある。このため、固液分離槽は沈殿時間を長めにとる設計がなされている。これに加え、前記固液分離槽内には、懸濁物質等の沈降促進を図るために複数の傾斜板を設置することも知られている。
【０００３】
なお、上記先行技術は当業者一般に知られた技術であって、文献公知発明に係るものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の凝集沈殿装置は以上のように構成され、固液分離槽内に傾斜板が設置されていることにより、固液分離槽での沈降促進と整流による沈殿分離効率を改善することはできるが、固液分離槽に流入する被処理水中の懸濁物質等の固形物が傾斜板に付着するため、当該傾斜板間の間隙が狭くなったり不均一になり、そのため、固液分離槽での沈殿効率が低下する。したがって、前記傾斜板は定期的に洗浄する必要があるが、その洗浄作業は多くの労力と時間を要して極めて大変な作業になるという課題があった。また、前記傾斜板は、沈殿時間が長めになるように設計された固液分離槽を対象として当該槽内に設置されるため、固液分離槽の流入水の流速を速くすると、前記傾斜板によって固液分離槽内に分離水の偏流が生じるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、固液分離槽に流入する被処理水が、固液分離槽の水面積全面に行き渡るように整流することができ、固液分離槽での固液分離効率を高めることができるとともに、従来の傾斜板のような大がかりな洗浄を必要としない凝集沈殿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る凝集沈殿装置は、被処理水中の懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽と、被処理水に不溶性の粒状添加物を供給する添加物供給手段と、前記凝集反応槽からの流出水を固液分離する固液分離槽とを備えた凝集沈殿装置において、前記固液分離槽内に複数の垂直な整流板からなる整流板ユニットを設置したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被処理水中の懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽と、被処理水に不溶性の粒状添加物を供給する添加物供給手段と、前記凝集反応槽からの流出水を導入して固液分離する固液分離槽とを備えた凝集沈殿装置において、前記固液分離槽内を横断、または縦断、およびその組み合わせ方向に配設された複数の垂直な整流板からなる整流板ユニットを有し、その整流板間に分離水を上向流で流通させるように構成したので、固液分離槽に流入した被処理水を整流板によって垂直方向に上昇させることができ、その垂直の整流作用によって、固液分離槽の水面積全面に分離水を偏流なく均一に上昇分布させることができるという効果がある。
【０００８】
また、本発明によれば、上述のように、固液分離槽に流入した被処理水を整流板によって垂直方向に上昇させることができるので、分離水が偏流するのを防止できると共に、添加物を含んだ固形物を垂直方向に沈降促進させることができ、このため、その固形物が前記整流板に付着する頻度が極めて少なくなり、その整流板の洗浄頻度を低減できるなどの効果がある。さらに、固液分離槽内での被処理水の流速を速くしても分離水が偏流するようなことがなくなって固液分離効率が大きく向上するという効果がある。さらには、整流板を抗菌処理することによって、当該整流板の腐食等をも防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による凝集沈殿装置を示す断面図である。
図１において、１は被処理水を流入させる急速撹拌槽、２は注入撹拌槽、３は注入撹拌槽２から流入した被処理水中の懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽（フロック形成槽）、４は凝集反応槽３からの流入水を固液分離する固液分離槽である。前記急速撹拌槽１と注入撹拌槽２および凝集反応槽３のそれぞれの槽内には撹拌機５〜７が設置されている。８は前記固液分離槽４内に設置された中央駆動式汚泥掻寄機であり、この汚泥掻寄機８をモータ９で回転駆動されるようになっている。１０は前記固液分離槽４の底部から分離汚泥等を引き抜く引抜配管であり、この引抜配管１０には引抜ポンプ１１が設けられている。
【００１０】
１２は前記注入撹拌槽２内の被処理水に不溶性の粒状添加物（砂等）を供給する添加物供給手段としての液体サイクロンであり、この液体サイクロン１２には前記引抜配管１０の移送終端部が接続されている。その液体サイクロン１２は、前記引抜配管１０から返送された引抜物質に含まれる粒状添加物を分離回収し、その回収添加物を前記注入撹拌槽２に返送すると共に、分離汚泥を系外に排出する機能を有する。１３は前記急速撹拌槽１に無機凝集剤を供給する無機凝集剤供給手段、１４は前記急速撹拌槽１に高分子凝集剤を供給する高分子凝集剤供給手段である。
【００１１】
以上のように構成された凝集沈殿装置において、前記固液分離槽４内には整流板ユニット２０が設置してある。この整流板ユニット２０は、前記固液分離槽４内を横断する方向に所定の間隔で配設された複数の垂直な整流板２１からなっており、その整流板２１間に分離水を上向流で流通させるようになっている。
【００１２】
次に動作について説明する。
急速撹拌槽１および注入撹拌槽２に流入した被処理水は、無機凝集剤供給手段１３および高分子凝集剤供給手段１４から無機凝集剤および高分子凝集剤が供給添加され、撹拌機５，６で撹拌された後、凝集反応槽４に流入する。凝集反応槽４では、被処理水に含まれた懸濁物質などが凝集され、これによって凝集フロックが生成される。その凝集フロックを含んだ流出水（被処理水）は次の固液分離槽４に移流し、この固液分離槽４で添加物を含んだ分離固形物と処理水（分離水）とに分離される。ここで、固液分離槽４に移流した被処理水は、固液分離槽４底部からの上向流となって垂直な整流板２１間を垂直に上昇する。
【００１３】
このように、凝集反応槽３から固液分離槽４に移流した被処理水が、固液分離槽４内の垂直な整流板２１間を上昇することにより、固液分離槽４の水面積の全面に分離水を偏流なく均一に行き渡らせることができると共に、被処理水中に含まれた砂等の添加物を含む分離固形物は垂直方向に沈降するので、固液分離槽４での固液分離効率が高くなる。また、上述のように分離固形物が垂直に沈降することにより、その分離固形物が前記整流板２１に付着する頻度が大幅に低減される。
【００１４】
一方、固液分離槽４の底部に沈降した分離固形物は、引抜ポンプ１１により引抜配管１０を介して液体サイクロン１２に返送され、この液体サイクロン１２で分離固形物に含まれた添加物が分離され、その添加物は注入撹拌槽２に返送される。
【００１５】
なお、図１に示した凝集沈殿装置において、急速撹拌槽１は必ずしも必要とするものではなく、急速撹拌槽なしの場合、原水配管に直接無機凝集剤を注入して反応させても同様の効果が得られる。また、液体サイクロン１２で分離された添加物は、必要に応じて注入撹拌槽２ではなく凝集反応槽（フロック形成槽）３に戻してもよく、この場合も同様の作用効果が得られる。さらに、高分子凝集剤の注入点は、注入撹拌槽２または凝集反応槽３の入口部もしくは凝集反応槽３の撹拌機真下部のいずれであってもよく、必要に応じて分注すればよく、この場合も同様の作用効果が得られる。
【００１６】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。この実施の形態２では、平面矩形状のリンクベルト式の汚泥掻寄機が設置された固液分離槽４を対象とし、その固液分離槽４内にそれぞれの高さが等しい垂直な複数の整流板２１を設置した整流板ユニット２０としたものであり、その整流板ユニット２０にあっても上記実施の形態１の場合と同様の作用効果が得られる。
【００１７】
実施の形態３．
図３（Ａ）および（Ｂ）は本発明の実施の形態３による整流板の変形例を示す概略断面図である。
この実施の形態３では、上記実施の形態１および上記実施の形態２における整流板２１の下端部に屈曲部２１ａもしくは２１ｂを形成したもので、その屈曲部２１ａもしくは２１ｂによって、固液分離槽４内での上向流水の流速を速めたり、その上向流水を垂直方向に指向させたりして、固液分離効率をさらに高めるものである。
【００１８】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。この実施の形態４では、固液分離槽４内に設置した整流板ユニット２０の各整流板２１を、それぞれの高さが前記固液分離槽４の凝集反応槽３からの被処理水の移流側より分離水排出側に向かって漸次短くなるように形成したものである。この場合も上記実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００１９】
実施の形態５．
図５は本発明の実施の形態５による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。この実施の形態５では、固液分離槽４内に設置した整流板ユニット２０の各整流板２１を、それぞれの高さが前記実施の形態４の場合と逆方向に漸次短くなるように形成したもので、この場合も上記実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
実施の形態６．
図６は本発明の実施の形態６による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。この実施の形態６では、固液分離槽４内に設置した整流板ユニット２０を、高さが長い垂直な整流板２１Ａと、高さが短い整流板２１Ｂとを、それぞれの上端が同じ高さとなるように交互に配置して構成したもので、この場合も前記実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
なお、この実施の形態６において、高さが長い整流板２１Ａと高さが短い整流板２１Ｂとは、高さが長い整流板２１Ａの複数枚おき（例えば、２，３枚おき）に、もしくは高さが短い整流板２１Ｂの複数おき（例えば、２，３枚おき）に交互に配置した構成としてもよく、この場合も前記実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
実施の形態７．
図７は本発明の実施の形態７による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略平面図である。前記各実施の形態では、固液分離槽４内に設置する整流板ユニット２０として、固液分離槽４内を横断する方向に所定の間隔で複数の垂直な整流板２１もしくは２１Ａ，２１Ｂを配設したが、この実施の形態７では、固液分離槽４内を横断する方向に所定の間隔で配設した複数の垂直な整流板２２と、固液分離槽４内を縦断する方向に所定の間隔で配設した複数の垂直な整流板２３とを組み合わせることで、平面格子状の整流板ユニット２０を構成し、これを固液分離槽４内に設置したものである。
【００２２】
このような実施の形態７によれば、複数の垂直な整流板２２，２３を平面縦横方向に組み合わせて平面格子状の整流板ユニット２０を構成したことで、前記整流板２２，２３間に形成された格子状空間部を被処理水が垂直に上昇することにより、固液分離槽４の水面積全面に分離水をいっそう均一に効率よく行き渡らせることができると共に、被処理水中に含まれた砂等の添加物を含む分離固形物をいっそう効率よく垂直方向に沈降させることができる。したがって、固液分離槽４での固液分離効率をいっそう高めることができるという効果がある。
【００２３】
実施の形態８．
前記実施の形態７では、複数の垂直な整流板２２，２３を平面縦横方向に組み合わせて平面格子状の整流板ユニット２０を構成したが、その整流板ユニット２０は、固液分離槽４内を長手方向に沿って縦断する方向にのみ複数の垂直な整流板を所定の間隔で配設して構成されたものであってもよい。この場合も前記各実施の形態とほぼ同様の作用効果が得られる。
【００２４】
実施の形態９．
図８（Ａ）は本発明の実施の形態９による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の平面図である。
この実施の形態９では、固液分離槽４内に、それぞれの径が異なる平面環状をなした垂直な複数の整流板２１を同芯環状に配設して複数筒状の整流板ユニット２０を構成したものである。このような複数筒状の整流板ユニット２０を設置する固液分離槽４は、図８（Ｂ）に示す平面矩形状のものに限らず、前記整流板ユニット２０の最大外径に対応した平面円形状の固液分離槽としてもよい。このように、固液分離槽４を平面円形状とした場合であっても、その槽内に配置された整流板ユニット２０によって前記実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００２５】
実施の形態１０．
前記実施の形態１から前記実施の形態８において、固液分離槽４内に設置した整流板ユニット２０の各整流板２１，２１Ａ，２１Ｂ，２２，２３は、矩形状または台形状に形成されたものであってもよく、それらの整流板２１もしくは２１Ａ，２１Ｂ，２２，２３を垂直に配設して整流板ユニット２０を構成した場合でも上記実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
実施の形態１１．
この実施の形態１１では、前記各実施の形態で述べた整流板２１および２１Ａ，２１Ｂ、２２，２３を抗菌処理するものであり、その抗菌処理によって、各整流板２１および２１Ａ，２１Ｂ、２２，２３の腐食等を防止することができる。なお、その抗菌処理としては、銀、銅、ニッケル等の抗菌材を整流板の素材に混入させたもの、あるいは各整流板２１および２１Ａ，２１Ｂ、２２，２３を前述の抗菌材で被覆したものの何れであってもよい。
【００２７】
なお、上記各実施の形態において、固液分離槽４内には汚泥掻寄機を設置するが、その汚泥掻寄機は、リンクベルト式および中央駆動式等下水道技術として知られているものであればよく、そのいずれの場合も整流板は前記各実施の形態で述べた形状のものを適用することで同様の作用効果を得ることができる。
また、上記各実施の形態による整流板ユニット２０において、各整流板２１，２１Ａ，２１Ｂ，２２，２３は、それぞれの高さが最低でも１５ｃｍ程度は必要であり、長くても１００ｃｍの高さがあればよく、いずれの場合も、それぞれの実施の形態で述べたと同様の十分な効果が得られる。なお、図１〜図５および図８における整流板２１の相互間隔、図６における整流板２１Ａと２１Ｂの相互間隔、図７における整流板２２の相互間隔と整流板２３の相互間隔は、５ｃｍ〜１００ｃｍであればよいが、望むべくは７ｃｍ〜３０ｃｍの間隔とすることが好ましい。このような整流板の相互間隔として、実例では１０ｃｍとしたところ、上記各実施の形態と同様の作用効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１による凝集沈殿装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。
【図３】図３（Ａ）および（Ｂ）は本発明の実施の形態３による整流板の変形例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態６による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態７による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略平面図である。
【図８】図８（Ａ）は本発明の実施の形態９による凝集沈殿装置の固液分離槽を示す概略断面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  急速撹拌槽
２  注入撹拌槽
３  凝集反応槽
４  固液分離槽
５，６，７  撹拌機
８  汚泥掻寄機
９  モータ
１０  引抜配管
１１  引抜ポンプ
１２  液体サイクロン（添加物供給手段）
１３  無機凝集剤供給手段
１４  高分子凝集剤供給手段
２０  整流板ユニット
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２２，２３  整流板
２１ａ，２１ｂ  屈曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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